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冷作模具钢锻件制备热处理的质量控制

时间:2020-06-20

冷作模具钢锻件制备热处理的质量控制

冷作模具钢锻件的准备热处理主要包括退火、正火和回火。其主要目的是消除坯料的残余结构缺陷,有利于后续冷、热加工,提高使用性能和使用寿命。

正火的目的是消除碳素工具钢和合金工具钢的网状碳化物,细化不均匀的片状珠光体。对于带状组织的钢,易产生切削裂纹,所以正火比退火更有效。对于高碳高合金模具钢,一次碳化物不易在奥氏体中固溶,正火效果小,一般不使用。正火温度由钢号决定。

正火时加热温度不宜太低,否则网状碳化物不能完全溶解在奥氏体中,正火后可能有残余网状碳化物,不利于后续球化退火。在冷却过程中,为了抑制碳化物沿晶析出,应采用快速冷却速率。冷却速度应根据钢材类型、模具钢锻件尺寸和变形开裂倾向来确定。例如,当模具钢锻件尺寸较大时,应采用雾冷却;当尺寸较小时,可采用风冷或风冷。对于带状结构的钢,应加快冷却速度。

正火冷却采用风冷或风冷时,应将模具钢锻件放置在干燥的地面上,而不是潮湿的地面上,防止局部淬火产生应力,造成裂纹或变形;即使不淬火,不均匀冷却也会造成组织不均匀,影响球化退火。

球化退火的目的是获得令人满意的力学性能,并制备淬火组织。球化退火组织对最终热处理后的强韧性、变形、开裂倾向、耐磨性和断裂韧性有显著影响。

球化退火温度可以加速球化过程,形成均匀的球化组织。应避免退火温度低而产生的厚层残余碳化物和高温而产生的新的片状和角状碳化物。球化退火的适宜等温度和保温时间应在无片状或片状与球状混合组织的范围内,并应选择适宜的球化速度。

调质处理的目的是获得细小的珠光体和超细碳化物,消除碳化物网带,消除加工后的残余应力,改善组织,便于加工,防止淬火开裂,减少淬火变形。

冷作模具钢锻件经常规加热温度淬火后,可采用640-680℃高温回火工艺进行调质处理。回火后硬度一般为229hbw。

冷作模具钢锻件在最终热处理前,还应进行消除应力退火,以消除已加工或损坏的模具在焊接和返修处理后的残余应力,减少淬火裂纹和变形的倾向,或避免高速钢在返修和淬火过程中发生萘断裂。碳素工具钢的应力消除退火加热温度一般为630-650℃,保温时间为1-2h;高合金钢的加热温度为680-700℃,保温时间为1-3H。

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